Экспериментальный стенд МЭИ для исследования гидродинамики и теплообмена жидкометаллического теплоносителя в продольном магнитном поле

В МЭИ на кафедре инженерной теплофизики ИТФ создан и успешно функционирует жидкометаллический МГД-стенд. На стенде проводятся экспериментальные исследования теплообмена при течении жидкого металла в трубе в сильном магнитном поле. Модель течения приближена к условиям каналов бланкета и дивертора реактора токамака. Рассматриваются различные ориентации трубы по отношению к горизонту, направления индукции магнитного поля, варианты обогрева с однородным и неоднородным распределением тепловой нагрузки.

Стенд в большой степени автоматизирован, эксперименты проводятся в автоматическом режиме с использованием современных аппаратных и программных средств.

На МГД-стенде проводятся комплексные измерения компонент скорости, осредненной и пульсационной температуры, распределения осредненных по сечению трубы и локальных коэффициентов теплоотдачи, статистических характеристик турбулентных пульсаций в условиях неоднородного обогрева трубы. Обнаружены новые, интересные и важные благоприятные и неблагоприятные с точки зрения теплообмена эффекты .

АСНИ МГД-стенда

1 ртутный МГД-стенд, 2 измерительные линии, 3 мультиметр,
4 коммутатор, 5 крейт VXI, 6 ПК, 7 магистраль приборного интерфейса.

Основные характеристики

Экспериментальный ртутный стенд позволяет реализовать условия течения жидкометаллического теплоносителя в трубах и каналах в следующем диапазоне режимных параметров по числам Рейнольдса, Пекле, Грасгофа, Рэлея, Гартмана:
Re ≤ 120000
Pe ≤ 3000
Grq ≤ 2 · 10⁸
Ra ≤ 10⁷
На ≤ 750

Авторский коллектив МЭИ-ИВТ РАН

Руководители: Л.Г.Генин, В.Г.Свиридов

• Аверьянов К.В.
• Ворончихин В.А.
• Дорофеев Д. И.
• Жилин В.Г.
• Иванова О.Н.
• Ивочкин Ю.П.
• Као Ба Нинь
• Ковалев С.И.
• Краснощекова Т.Е.
• Кудрявцева Е.В.
• Левин В.Б.
• Листратов Я.И.
• Манчха С.П.
• Муравьев Е.В.
• Разуванов Н.Г.
• Устинов А.В.
• Цой В.Р.
• Шпанский Ю.С.

Уникальность стенда

Стенд МЭИ включен в реестр ГКНТ РФ уникальных экспериментальных установок России.

В чем уникальность стенда?
1. Единственный в России МГД-стенд, в котором в качестве рабочей жидкости используется ртуть.
2. Многофункциональность, гибкость, адаптивность.
3. Разнообразные методы зондовых измерений локальных характеристик гидродинамики и теплообмена.
4. Полная автоматизация с возможностью удаленного доступа. Постоянно работает в многопользовательском режиме.
5. Возможность использования в учебном процессе, в том числе, в режиме АЛП УД.
6. Стенд – экспериментальная основа для сотрудничества в области иисследования МГД-теплообмена применительно к ТЯР.